CN112562575B - 驱动方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种驱动方法及显示装置,驱动方法包含下列步骤:根据第一对照信号驱动第一对照像素电路,且根据驱动信号驱动显示像素电路,其中第一对照信号是维持于对应于第一灰阶值;检测显示像素单元中的发光元件在驱动时间的一检测跨压变化量,以及检测第一对照像素单元中的发光元件在该驱动时间的第一对照跨压变化量;以及根据第一对照跨压变化量、检测跨压变化量及第二对照跨压变化量调整驱动信号,其中第二对照跨压变化量是通过检测第二对照像素电路或由存储单元中取得。
Description
技术领域
本公开内容关于一种驱动方法及显示装置,特别是能根据发光元件的老化程度补偿驱动信号。
背景技术
随着电子科技的快速进展,显示装置被广泛地应用在人们的生活当中,诸如智能手机或电脑等。显示装置会分别控制显示面板上每个像素在不同帧画面中的亮度,以呈现出对应的影像。然而,由于显示装置内的元件会随着驱动时间的增加而逐渐老化,因此,需要对其驱动信号进行补偿,以确保其显示的品质。
发明内容
本公开内容的一实施例涉及一种驱动方法,包含下列步骤:根据第一对照信号驱动第一对照像素电路,且根据驱动信号驱动显示像素电路,其中第一对照信号是维持于对应于第一灰阶值;检测显示像素单元中的发光元件在驱动时间的一检测跨压变化量,以及检测第一对照像素单元中的发光元件在该驱动时间的第一对照跨压变化量值;以及根据第一对照跨压变化量、检测跨压变化量及第二对照跨压变化量调整驱动信号,其中该第二对照跨压变化量是通过检测第二对照像素电路或由存储单元取得。
本公开内容的另一实施例关于一种显示装置,包含显示面板及处理器。显示面板包含第一对照像素电路及显示像素电路。显示面板是用以根据第一对照信号驱动第一对照像素电路,且根据驱动信号驱动显示像素电路。第一对照信号是维持于对应于第一灰阶值。处理器电性连接于显示面板,用以取得第一对照像素电路中的发光元件的第一对照跨压变化量,且用以取得显示像素电路中的发光元件的检测跨压变化量。处理器用以根据第一对照跨压变化量、检测跨压变化量及第二对照跨压变化量调整驱动信号,且该第二对照跨压变化量是通过检测第二对照像素电路或由存储单元取得。
据此,通过将第一对照跨压变化量及第二对照跨压变化量作为参考基准,且将检测跨压变化量与第一对照跨压变化量及第二对照跨压变化量进行比较,显示装置即可推算出显示像素电路中的发光元件的预测老化程度,并据以调整驱动信号,改善发光元件老化后造成的亮度失真问题。
附图说明
图1A为根据本公开内容的部分实施例的显示装置的示意图。
图1B为根据本公开内容的部分实施例的显示像素电路的示意图。
图2为发光元件的老化特性模型示意图。
图3为根据本公开内容的部分实施例所示出的驱动方法的原理示意图。
图4为根据本公开内容的部分实施例所示出的驱动方法流程图。
图5为根据本公开内容的部分实施例的显示面板的示意图。
图6A~6C为根据本公开内容的部分实施例的驱动方法对显示装置进行补偿前与补偿后的实验图。
图7A~7B为根据本公开内容的其他实施例的驱动方法对显示装置进行补偿前与补偿后的实验图。
附图标记说明:
100:显示装置
110:显示面板
110A:显示区域
110B:不透明区域
111:显示像素电路
112:第一对照像素电路
113:第二对照像素电路
120:处理器
130:存储单元
210:驱动电路
220:发光元件
230:检测电路
Vdata:驱动信号
Vc:扫描信号
Vdd:电源信号
Vss:电源信号
Vr:检测信号
T1:晶体管开关
T2:晶体管开关
T3:晶体管开关
C1:电容
FH(x):第一老化曲线
FL(x):第二老化曲线
L0:理想亮度
L:实际亮度
L0/L:预测老化程度
ω:权重值
Din:灰阶数据信号
Dout:补偿后的灰阶数据信号
S401-S405:步骤
P21:取样点
P22:取样点
P23:预测点
P61:取样点
P62:补偿点
P63:预测点
P71:取样点
P72:预测点
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化附图起见,一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出的。
于本文中,当一元件被称为“连接”或“耦接”时,可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外,虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件,该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明,否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位,亦非用以限定本发明。
本公开内容关于一种显示装置及驱动方法,图1A为根据本公开内容的部分实施例的显示装置100的示意图。显示装置100包含显示面板110及处理器120。显示面板110上设有多个显示像素电路111。显示像素电路111位于显示面板110上的显示区域110A中,意即,显示像素电路111被驱动时,其产生的光亮将于显示区域110A形成影像画面。
如图1A所示,处理器120电性连接于显示面板110,用以驱动该些显示像素电路111。在部分实施例中,处理器120通过多条数据线及多条扫描线(图中未示)连接至显示面板110,以分别驱动该些显示像素电路111。处理器120用以传送驱动信号至显示像素电路111,使显示像素电路111内的发光元件能根据驱动信号发亮。“驱动信号”是由处理器120根据影像数据中的灰阶指令产生,用以控制每个显示像素电路111中发光元件产生的光亮强度。驱动信号会随着时间产生变化,例如:在显示装置100显示第一画面的第一帧周期中,驱动信号可对应于灰阶值“35”;而在显示装置100显示第二画面的第二帧周期中,驱动信号可对应于灰阶值“65”。
图1B为根据本公开内容的部分实施例的显示像素电路111的示意图。显示像素电路111包含驱动电路210及发光元件220。在部分实施例中,驱动电路210包含二晶体管开关T1、T2及电容C1。驱动电路210分别接收扫描信号Vs、驱动信号Vdata及电源信号Vdd、Vss,以控制晶体管开关T1、T2的导通与关断,且控制提供给发光元件220的电流强度。显示像素电路111另包含晶体管开关T3,且晶体管开关T3耦接于检测电路230与发光元件220之间。在部分实施例中,检测电路230是设置于图1中显示区域110A以外的不透明区域110B,但本公开内容不以此为限。在一些实施例中,检测电路230亦可以与处理器120共同封装于单一芯片中。当处理器120传送检测信号Vr以导通晶体管开关T3时,检测电路230将检测发光元件220的两端跨压变化量,并将检测到的检测跨压变化量回传给处理器120。在部分实施例中,电源信号Vss可为接地电位,故检测电路230电性连接于驱动电路210与发光元件220间的连接节点,即可判断其跨压变化。在其他实施例中,检测电路230亦可电性连接于发光元件220的两端,以检测其跨压变化量。
在一些实施例中,显示装置100包含多个检测电路230。每个检测电路230负责检测多个发光元件220的跨压,且包含模拟数字转换器、积分器、一或多级放大器或其组合。
在另一些实施例中,处理器120可以是显示器驱动集成电路(DDIC)、现场可程序化逻辑门阵列(FPGA)、特殊应用集成电路(ASIC)或其组合。
在部分实施例中,发光元件220可为有机发光二极管,但本公开内容并不以此为限。发光元件220被长时间驱动后,将会出现老化情况。例如:在被相同的驱动信号(或驱动电流)所驱动时,老化的发光元件220会具有较高跨压,因而其呈现出的亮度会较低。因此,显示装置100须对驱动信号Vdata进行调整(即,进行补偿),使老化的发光元件220能产生预期的亮度。
承上,发光元件220的老化速度是与驱动信号的大小有关。由于驱动信号是根据显示装置100所需呈现的影像信号而变动,并非固定值,因此,并没有一个老化特性模型能够精准地事先列出显示装置100在经过长时间运行后,发光元件220的老化程度。本公开内容通过额外设置的“对照像素电路(dummy pixel circuit)”作为对照用的基准数据,使处理器120能根据基准数据计算出显示像素电路111中发光元件的预期老化程度。
具体而言,请参阅图1A所示,在部分实施例中,显示面板110包含第一对照像素电路112。第一对照像素电路112包含驱动电路、发光元件及检测电路,其电路结构可与图1B所示相同,但并不以此为限。与图1B的差异在于,第一对照像素电路112的驱动电路通过晶体管开关接收处理器120传来的第一对照信号,并依照第一对照信号的大小驱动其发光元件产生对应的亮度。由于本领域人士能理解像素电路的组成与变化,故在此不另复述。
在部分实施例中,第一对照像素电路112可设置于显示区域110A外的不透明区域110B。换言之,第一对照像素电路112产生的光亮可被显示面板110的不透明外壳遮蔽。在第一对照像素电路112被处理器120驱动时,第一对照像素电路112耦接的检测电路用以检测第一对照像素电路112的发光元件的跨压变化(在后续段落中简称为第一对照跨压变化量)。第一对照像素电路112耦接的检测电路还会传送第一对照跨压变化量至处理器120。第一对照信号是维持于对应第一灰阶值(例如:灰阶值“255”)。意即,在显示装置100的各帧周期中,处理器120提供给第一对照像素电路112的第一对照信号皆对应于相同的第一灰阶值。
据此,由于第一对照像素电路112是被固定的第一对照信号所驱动、且第一对照像素电路112的驱动时间会与显示像素电路111的驱动时间相同,因此处理器120可根据第一对照跨压变化量推知第一对照像素电路112中发光元件的第一老化程度。此外,处理器120还能再根据事先存储、且对应于当前的驱动时间的第二对照跨压变化量推知第二老化程度(第二对照跨压变化量的取得方式将于后续段落说明)。处理器120能将该第一对照跨压变化量及第二对照跨压变化量所对应的第一老化程度及第二老化程度作为两个计算基准,与检测跨压变化量进行运算,即可推测出显示像素电路111中发光元件220当前的老化程度,并据以调整、补偿驱动信号。
图2为发光元件的老化特性模型示意图。老化特性模型可事先存储于显示装置100内的存储单元(图中未示,如存储器)或存储于处理器120中。其中,横轴为发光元件的跨压变化量、纵轴则为发光元件在对应的跨压变化量下的老化程度。“老化程度”的定义为利用相同驱动信号驱动发光元件的情况下,发光元件的理想亮度L0除以其实际亮度L所得的数值。图2所示的老化特性模型包含两条老化曲线fH(x)、fL(x)。老化曲线fH(x)可以为发光元件于产品开发过程的实验中,被持续用于提供灰阶值“255”(即,最高的灰阶值)时的老化趋势,是根据多个取样点P21形成。老化曲线fL(x)可以为发光元件于产品开发过程的实验中,被持续用于提供灰阶值“1”(即,最低的灰阶值)时的老化趋势,是根据多个取样点P22形成。
举例而言,当显示装置100被驱动一段驱动时间后,处理器120通过对应的一或多个检测电路230,取得显示像素电路111中发光元件的检测跨压变化量为“0.092”,且取得第一对照像素电路112中发光元件的第一对照跨压变化量约为“0.1”。同时,处理器120根据老化特性模型(亦即,老化曲线fL(x))由查表方式可知,若发光元件被固定的第二对照信号驱动同样一段驱动时间,则其发光元件会具有第二对照跨压变化量“0.083”。处理器120根据检测跨压变化量与第一对照跨压变化量及第二对照跨压变化量的差值,决定权重值ω。具体算式如下:
在前述算式中,ΔV为检测跨压变化量、ΔVL为第二对照跨压变化量、ΔVH为第一对照跨压变化量。计算出权重值ω后,处理器120将进一步根据第一对照跨压变化量ΔVH及第二对照跨压变化量ΔVL,取得对应的第一老化程度fH(ΔVH)、及第二老化程度fL(ΔVL)。接着,处理器120根据下列算式,计算出显示像素电路111中发光元件220当前的预测老化程度L0/L(即,预测显示像素电路111中发光元件220应对应到的预测点P23):
在计算出预测老化程度L0/L后,处理器120将根据预测老化程度L0/L,调整驱动信号。具体算式如下(其中Din为处理器120接收到的灰阶数据信号,Dout则为处理器调整补偿后的灰阶数据信号,且补偿后的灰阶数据信号可提供至显示像素电路作为驱动信号Vdata,以补偿发光元件220的亮度衰减):
前述算式是根据图2中对应于第一老化程度fH(ΔVH)的取样点P21及对应于第二老化程度fL(ΔVL)的取样点P22形成的直线,并根据检测跨压变化量ΔV、第一对照跨压变化量ΔVH与第二对照跨压变化量ΔVL间的差值产生。在其他实施例中,两个取样点P21、P22之间的线段并不限定为直线,亦可设定为曲线(可根据发光元件的特性自行设定),并推算出预测老化程度L0/L。
另,在前述实施例中,第二对照跨压变化量是处理器120依据当前的驱动时间,由事先存储的老化特性模型(亦即,老化曲线fL(x))所查得。请参阅图1A所示,在其他部分实施例中,显示面板110上可设置第二对照像素电路113。第二对照像素电路113亦设于不透明区域110B。显示面板110用以根据第二对照信号驱动第二对照像素电路113,且该第二对照信号是维持于对应于第二灰阶值。第二灰阶值与第一灰阶值不同。例如:第一灰阶值为白色画面,灰阶值介于240~255之间。第二灰阶值为黑色画面,灰阶值介于0~10之间。在部分实施例中,第一灰阶值与第二灰阶值的差值大于200。
承上,在第二对照像素电路113被处理器120驱动时,第二对照像素电路113耦接的检测电路用以检测第二对照像素电路113的发光元件的第二对照跨压变化量。第二对照像素电路113耦接的检测电路将传送第二对照跨压变化量至处理器120。第二对照像素电路113的内部电路与第一对照像素电路112相似,故在此不另赘述。
图3为根据本公开内容的部分实施例所示出的驱动方法的原理示意图。如图3所示,处理器120是与显示装置100内的存储单元130互相电性连接。存储单元130存储有老化特性模型(如:老化曲线fH(x)、fL(x))且处理器120还包含跨压接收模块121、权重计算模块122、老化预测模块123及调整模块124。在处理器120接收到驱动信号Din时,跨压接收模块121用以通过检测电路,取得该些显示像素电路111、第一对照像素电路112及/或第二对照像素电路113的检测跨压变化量ΔV、第一对照跨压变化量ΔVH及/或第二对照跨压变化量ΔVL。权重计算模块122用以根据该些跨压变化量计算权重值。老化预测模块123用以从存储单元130取得老化特性模型中的各参数(例如:老化曲线fH(x)、老化曲线fL(x))。调整模块124根据老化预测模块123计算出的预测老化程度L0/L,对进行驱动信号Din补偿,而输出调整后的驱动信号驱动信号Dout。
图4为根据本公开内容的部分实施例所示出的驱动方法流程图。在步骤S410中,显示像素电路111是根据驱动信号被驱动、第一对照像素电路112根据第一对照信号被驱动、第二对照像素电路113根据第二对照信号被驱动。像素电路111~113的驱动时间相同,其中驱动信号可以随时间改变,第一对照信号及第二对照信号则分别维持于对应第一灰阶值(例如,最高灰阶值255)及第二灰阶值(例如,最低灰阶值0)。
在步骤S402,处理器120通过显示装置100中对应于该些像素电路111~113的一或多个检测电路,检测显示像素单元111中的发光元件220经过该驱动时间后的检测跨压变化量、第一对照像素单元112中的发光元件经过该驱动时间后的第一对照跨压变化量、第二对照像素单元113中的发光元件经过该驱动时间后的第二对照跨压变化量。
如前所述,在部分实施例中,若显示面板110未设置第二对照像素电路113,则处理器120可根据存储单元中存储的老化特性模型(例如,老化曲线fL(x)),取得对应于驱动时间的第二对照跨压变化量。
在步骤S403中,处理器120根据检测跨压变化量与第一对照跨压变化量及第二对照跨压变化量的差值,决定权重值。在步骤S404中,处理器120根据老化特性模型,根据第一对照跨压变化量取得第一老化程度fH(ΔVH),以根据该第二对照跨压变化量取得第二老化程度fH(ΔVL)。
在步骤S405中,当取得权重值、第一老化程度fH(ΔVH)及第二老化程度fH(ΔVL)后,处理器120将能根据权重值,取得介于第一老化程度fH(ΔVH)与第二老化程度fH(ΔVL)之间的预测老化程度L0/L。
如图2所示,在该实施例中,第一老化曲线fH(x)与第二老化曲线fL(x)分别代表发光元件被维持在最大的灰阶值“255”、最小的灰阶值“1”的驱动情况。故老化曲线fH变化最为剧烈,而第二老化曲线fL,故变化最为微小。因此可合理推知,显示像素电路111内的发光元件220的老化程度必然介于第一老化程度fH(ΔVH)与第二老化程度fH(ΔVL)之间。通过前述步骤S401~S405,即可推测出最为接近的老化程度,以进行补偿。
如图1A所示,由于显示面板110上每个显示像素电路111用以接收的驱动信号不同,因此显示器120将会分别针对每一个显示像素电路111,计算补偿与调整后的驱动信号。
此外,在部分实施例中,显示像素电路111是对应于一个影像画面中完整像素的其中一个子像素(如:红色、绿色或蓝色)。换言之,处理器120会针对每一个子像素,分别计算驱动信号所需补偿的调整值。在其他部分实施例中,显示面板110亦可针对不同光色,设置对应的对照像素电路。例如:显示面板110包含第一红色对照像素电路及第二红色对照像素电路(图中未示),以便补偿对应于红色子像素的驱动信号。
如图1A所示,在该实施例中,第一对照像素电路112及第二对照像素电路113分别位于显示面板110上邻近于显示区域110A的同一侧(如:对应于同一行像素或同一列像素的上方或下方)。在其他部分实施例中,请参阅图5所示,显示面板110可包含多个第一对照像素电路112与多个第二对照像素电路113,且第一对照像素电路112及第二对照像素电路113可分别位于显示面板110上对应于显示区域110A的两对应侧(如:对应于同一行像素或同一列像素的两侧)。
图6A~6C为根据本公开内容的部分实施例的驱动方法对显示装置进行补偿前与补偿后的实验图。请参阅图6A所示,图中的多个取样点P61为显示面板驱动一段时间后,对各显示像素电路111的发光元件进行检测跨压变化量与实际老化程度的数据。由附图可知,取样点P61的分布趋势与第一老化曲线fH(x)与第二老化曲线fL(x)都不相同。
如图6B所示,图6B中的补偿点P62为处理器120仅根据第一老化曲线fH对驱动信号进行补偿的结果。比较第6A及6B图可知,补偿点P62与取样点P61中老化情况较不严重的群体的差异极大。换言之,若仅根据单一的老化曲线fH对驱动信号进行补偿,则会过度补偿而无法有效地消除其老化而造成的亮度失真问题。
如图6C所示,图6B中的预测点P63为根据本公开内容的驱动方法调整驱动信号后的数据。比较第6A及6C图可知,预测点P63的位置及变化趋势与取样点P61十分接近,由此可知本公开内容确实能有效改善发光元件老化后造成的亮度失真问题。
图7A~7B为根据本公开内容的其他实施例的驱动方法对显示装置进行补偿前与补偿后的实验图。其中图7A为显示装置100运行48小时的情况、图7B为显示装置100运行80小时的情况。为清楚说明,附图中是将取样点P71(对应于图6A的取样点P61)、预测点P72(对应于图6C的预测点P63)以区域方式呈现。如图7A所示,根据本公开内容所产生的预测点P72与取样点P71(实际的老化数据)几乎重合。同样地,图7B中的预测点P72与取样点P71亦几乎重合。亦即,预测点P72所形成的曲线将随着显示装置100的运行时间而自动地动态调整,确保显示装置100能于长时间中维持高品质的显示画面,进而延长显示装置100的产品寿命。
前述各实施例中的各项元件、方法步骤或技术特征,是可相互结合,而不以本公开内容中的文字描述顺序或附图呈现顺序为限。
虽然本公开内容已以实施方式公开如上,然其并非用以限定本公开内容,任何本领域技术人员,在不脱离本公开内容的构思和范围内,当可作各种变动与润饰,因此本公开内容的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (16)
1.一种驱动方法,包含:
根据一第一对照信号驱动一第一对照像素电路,且根据一驱动信号驱动一显示像素电路,其中该第一对照信号是维持于对应于一第一灰阶值;
检测该显示像素单元中的一发光元件在一驱动时间的一检测跨压变化量,以及检测该第一对照像素单元中的一发光元件在该驱动时间的一第一对照跨压变化量;以及
根据该第一对照跨压变化量、该检测跨压变化量及一第二对照跨压变化量调整该驱动信号,其中该第二对照跨压变化量是通过检测一第二对照像素电路或由一存储单元中取得。
2.如权利要求1所述的驱动方法,其中该第二对照跨压变化量为一发光元件被一第二对照信号驱动该驱动时间后的电压变化值,该第二对照信号对应于一第二灰阶值,且该第二灰阶值与该第一灰阶值不同。
3.如权利要求2所述的驱动方法,其中该第一对照信号对应的该第一灰阶值介于240~255之间,该第二对照信号对应的该第二灰阶值介于0~10之间。
4.如权利要求2所述的驱动方法,其中该第一灰阶值及该第二灰阶值的差值大于200。
5.如权利要求1所述的驱动方法,还包含:
检测该第二对照像素电路中的一发光元件在该驱动时间时的电压变化值,以作为该第二对照跨压变化量。
6.如权利要求1所述的驱动方法,还包含:
根据该检测跨压变化量与该第一对照跨压变化量及该第二对照跨压变化量的差值,决定一权重值;以及
根据该权重值调整该驱动信号。
7.如权利要求6所述的驱动方法,还包含:
根据该第一对照跨压变化量取得一第一老化程度,且用以根据该第二对照跨压变化量取得一第二老化程度;以及
根据该权重值取得介于该第一老化程度与该第二老化程度之间的一预测老化程度。
8.一种显示装置,包含:
一显示面板,包含一第一对照像素电路及一显示像素电路,其中该显示面板是用以根据一第一对照信号驱动该第一对照像素电路,且根据一驱动信号驱动该显示像素电路,该第一对照信号是维持于对应于一第一灰阶值;以及
一处理器,电性连接于该显示面板,用以取得该第一对照像素电路中的一发光元件的一第一对照跨压变化量,且用以取得该显示像素电路中的一发光元件的一检测跨压变化量,其中该处理器用以根据该第一对照跨压变化量、该检测跨压变化量及一第二对照跨压变化量调整该驱动信号,该第二对照跨压变化量是通过检测一第二对照像素电路或由一存储单元中取得。
9.如权利要求8所述的显示装置,其中该显示像素电路位于该显示面板上的一显示区域中,该第一对照电路则位于该显示区域外的一不透明区域中。
10.如权利要求9所述的显示装置,其中该处理器用以驱动该显示像素电路一驱动时间,该第二对照跨压变化量为一发光元件被一第二对照信号驱动该驱动时间后的电压变化值,该第二对照信号对应于一第二灰阶值,且该第二灰阶值与该第一灰阶值不同。
11.如权利要求10所述的显示装置,其中该处理器还用以根据该检测跨压变化量与该第一对照跨压变化量及该第二对照跨压变化量的差值,决定一权重值,且该处理器根据该权重值调整该驱动信号。
12.如权利要求11所述的显示装置,其中该处理器用以根据该第一对照跨压变化量取得一第一老化程度,且用以根据该第二对照跨压变化量取得一第二老化程度,该处理器根据该权重值取得介于该第一老化程度与该第二老化程度之间的一预测老化程度,并根据该预测老化程度调整该驱动信号。
13.如权利要求9所述的显示装置,其中该显示面板还包含该第二对照像素电路,该显示面板用以根据一第二对照信号驱动该第二对照像素电路,且该第二对照信号是维持于对应于一第二灰阶值。
14.如权利要求13所述的显示装置,其中该第二对照像素电路位于该不透明区域中。
15.如权利要求13所述的显示装置,其中该第一灰阶值及该第二灰阶值的差值大于200。
16.如权利要求13所述的显示装置,其中该第一对照像素电路及该第二对照像素电路分别位于该显示面板上邻近于该显示区域的同一侧,或分别位于该显示面板上对应于该显示区域的两对应侧。
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